La Stampa - Consultazione Archivio

Ceramiche che nascono dal laser NUOVI MATERIALI Ceramiche che nascono dal laser Un giro di affari da 30 mila miliardi OTTOMILA anni fa, a cavallo fra l'età della pietra e quella del bronzo, un nostro progenitore incominciò a sottoporre all'azione del fuoco oggetti plasmati impastando argilla e acqua: nascevano così i primi materiali ceramici. Oggi si definiscono ceramici quei materiali ottenuti a partire da materie prime inorganiche, non metalliche, mediante formatura e successivo trattamento termico. Le moderne materie prime sono ossidi solidi di metalli e di non metalli, ma anche gas: metano, ammoniaca, composti volatili del boro e del silicio. I materiali ceramici di avanguardia vengono oggi formati sottoponendoli a pressioni che possono anche raggiungere le decine di migliaia di atmosfere e a temperature superiori a 1600 °C. Benché la tecnologia si sia enormemente affinata e i materiali di partenza non siano soltanto più argilla e acqua, il metodo di preparazione rimane essenzialmente quello di 8000 anni fa. I materiali ceramici sono entrati profondamente nell'uso quotidiano. Senza di essi non sarebbe pensabile il nostro modo di vivere: dalle pignatte delle nostre bisnonne, alle stoviglie e agli apparecchi igienicosanitari delle nostre case, ai laterizi, alle piastrelle per pavimenti e per rivestimenti, soltanto per citare i ceramici di uso più comune. Ma bisogna anche ricordare gli strati isolanti dei microprocessori, le palette dei compressori per motori a reazione, alcuni catalizzatori e sensori, fra i quali quelli delle marmitte catalitiche. I materiali ceramici, contrariamente al legno e a molti metalli, resistono bene all'azione disgregatrice del tempo, degli agenti atmosferici e di molti agenti chimici, sono duri, cer¬ tuni durissimi, alcuni di essi sono biocompatibili, altri resistono molto bene alle alte temperature, molti sono isolanti elettrici e termici, altri ancora conduttori, alcuni sono superconduttori, certuni sono trasparenti, altri opachi. Sfortunatamente sono tutti piuttosto fragili. Tuttavia le applicazioni scientifiche e tecnologiche dei ceramici sono in continuo aumento. Si prevede che il mercato mondiale passerà dai 14.500 miliardi di lire di fatturato del 1988 a più di 30.700 miliardi nel 1998. Un giro d'affari più che rispettabile. Per produrre materiali ceramici ad elevate prestazioni è necessario che le particelle dei componenti siano tutte delle stesse dimensioni, con diametro inferiore ad un millesimo di millimetro e pressoché sferiche. Al fine di ottenere polveri con queste caratteristiche si usano sostanzialmente due metodi: l'uno richiede che sostanze gassose quali idruri, alogenuri o composti metallorganici vengano fatte reagire fra loro o con ossigeno in ima fiamma o mediante un raggio laser per essere trasformate in una finissima polvere ceramica. Si è calcolato che un impianto funzionante a laser, capace di raggiungere temperature di reazione superiori a 1900 °C, sarebbe in grado di produrre 40-50 tonnellate all'anno di carburo di silicio in polvere formato da particelle aventi un diametro dell'ordine di un decimillesimo di millimetro, a prezzi competitivi. L'altro metodo sfrutta la proprietà delle soluzioni acquose degli alcossidi (composti dei metalli con gli alcoli) di formare dei geli (dispersioni di liquidi in solidi) costituiti da polimeri di ossidi idrati, i quali, per eliminazione di acqua, danno origine a polveri caratterizzate da particelle di forma e diametro controllabili. Recentemente sono iniziati studi per migliorare entrambi i metodi sfruttando la proprietà delle radiazioni elettromagnetiche ionizzanti (raggi gamma o raggi X ad alta energia) di indurre reazioni in fase gassosa anche a bassa temperatura e di accelerare certe reazioni di polimerizzazione in fase liquida. Mario Castigliorsi Università di Torino t£j&&£y* SUBSTRATO terizi, alle piastrelle per pavimenti e per rivestimenti, soltanto per citare i ceramici di uso più comune. Ma bisogna anche ricordare gli strati isolanti dei microprocessori, le palette dei compressori per motori a reazione, alcuni catalizzatori e sensori, fra i quali quelli delle marmitte catalitiche. I materiali ceramici, contrariamente al legno e a molti metalli, resistono bene all'azione disgregatrice del tempo, degli agenti atmosferici e di molti agenti chimici, sono duri, cer¬ t£j&&£y* SUBSTRATO TEMPERATURE (Celsius) OOOOOOQ ooooooo TT U"? (D N co ai o _j i i i i i T Numero di MACH -5,6 Angolo di incidenza Quota - 28.000 Sullo spazioplano UN materiale ceramico molto innovativo è stato presentato a Modena alla rassegna Imat '92 (4-6 giugno). E' un «composito a matrice ceramica» sviluppato dal centro ricerche della Aercosmos per i futuri velivoli da tra In alto, schema della tecnica basata su un raggio laser per produrre polveri finissime di materiali ceramici come il carburo di silicio Qui accanto, il profilo dello spazioplano, aereo ipersonico che sarà realizzabile proprio grazie a speciali materiali compositi ceramici